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基于双极性载流子理论的电树枝生长动态模型及评估方法研究

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中国电机工程学报 2025年

作者：张东东刘亚茹张翼叶桐珲郏永强刘刚王秀茹张文博南京工程学院电力工程学院东南大学电气工程学院国网宿迁供电公司

为揭示交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘直流接地电树枝的生长特性并对其进行有效评估，该文首先基于双极性载流子理论建立了周期性直流接地电树枝动态生长模型。进而，利用所提模型对不同电压下的电树枝形态进行了仿真模拟，并与实际电树枝... 详细信息

为揭示交联聚乙烯（XLPE）电缆绝缘直流接地电树枝的生长特性并对其进行有效评估，该文首先基于双极性载流子理论建立了周期性直流接地电树枝动态生长模型。进而，利用所提模型对不同电压下的电树枝形态进行了仿真模拟，并与实际电树枝生长试验及传统WZ模型计算结果进行对比，验证提出模型的准确性。最后，基于电树枝生长动态模型进一步分析直流接地电树枝的生长特性，并提出一种基于泄漏电流的电树枝生长特性评估方法，即采用泄漏电流变化因子Jg对电树枝长度L和分形维数Df进行定量表征。结果表明：相较于传统模型，该模型下的电树枝形态与实验图像更为吻合，分形维数与实验结果误差在8%以内，扩展系数的误差在20%范围内；在电树枝生长过程中，泄漏电流密度呈三区段特征的非线性增长趋势，且与电树枝形态的演变密切相关；泄漏电流变化因子与电树枝长度和分形维数显著正相关，通过Jg的三次函数及指数函数形式可以分别对电树枝长度和分形维数进行评估预测，可为XLPE电缆绝缘的缺陷监测提供一定的参考价值。

关键词： XLPE电缆绝缘电树枝双极性载流子理论生长特性泄漏电流

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渤海海冰漂移及其动力影响因子数值模拟研究

中国海洋大学学报（自然科学版） 2025年第1期55卷 39-50页

作者：卫婷婷拾兵中国海洋大学工程学院山东青岛266100

渤海作为中国重要的海上枢纽,每年冬季均会发生不同程度水位的海冰灾害,严重威胁区域经济健康发展。为研究渤海海域海冰的生长消融与动态分布过程,本文综合考虑潮流、风场、气温等影响因素,建立渤海海冰三维数学模型,对比分析潮流和风... 详细信息

渤海作为中国重要的海上枢纽,每年冬季均会发生不同程度水位的海冰灾害,严重威胁区域经济健康发展。为研究渤海海域海冰的生长消融与动态分布过程,本文综合考虑潮流、风场、气温等影响因素,建立渤海海冰三维数学模型,对比分析潮流和风场协同作用,不考虑海冰运动,仅风场作用以及仅潮流作用工况下渤海海冰的运动过程。模拟结果表明:潮流的不对称性会造成海冰漂移,仅潮流作用下的海冰漂移具有明显周期性;渤海三个海湾海冰面积在1月25日—3月3日、1月12日—2月20日与1月16日—2月13日呈现明显周期性变化,对应周期为16、17和18 d;三个海湾仅有风作用时与潮流和风协同作用时的海冰面积变化趋势一致;风对海冰分布有重要影响,海冰所受主要风会对其造成同向输送;渤海海域冬季盛行偏北风,促进渤海海冰从近岸向海漂移,当风向一定时,风速变化引起不同厚度海冰的面积变化及质心位置改变;随着风速增大的加剧,东北风向对辽东湾海冰漂移影响最大,西北风向对渤海湾与莱州湾海冰漂移影响最大。本研究丰富了对渤海海冰演变机理与运动过程的科学认知,可为区域灾害防范与应对提供科技支撑。

关键词：渤海海冰风场潮流数值模拟

矢野鞘氨醇菌酯酶 SyEst870 的重组表达及其对氨基甲酸酯类农药的降解

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生物工程学报 2025年

作者：谢晓倩冯印周圆媛颜鑫袁晓琴仇伍霞毛新芳刘忠渊四川轻化工大学化学工程学院

氨基甲酸酯类农药是针对有机氯和有机磷农药的缺点而开发的一种新型广谱杀虫、杀螨、除草剂，其广泛使用及其缓慢降解导致环境污染，对生态系统和人类健康造成损害，残留农药的处理是目前环境保护中亟待解决的问题。本研究通过原核表达... 详细信息

氨基甲酸酯类农药是针对有机氯和有机磷农药的缺点而开发的一种新型广谱杀虫、杀螨、除草剂，其广泛使用及其缓慢降解导致环境污染，对生态系统和人类健康造成损害，残留农药的处理是目前环境保护中亟待解决的问题。本研究通过原核表达矢野鞘氨醇菌(Sphingobium yanoikuyae) SGNH/GDSL水解酶家族蛋白SyEst870，研究重组蛋白对氨基甲酸酯类农药的降解能力。构建原核表达载体pET-32a-SyEst870，转化大肠杆菌(Escherichia coli) BL21进行异源表达并纯化；以对硝基苯酚乙酸酯为底物和对硝基苯酚标准曲线评估酶活性测定酶活性以及温度、pH、金属离子的影响；通过液相色谱-质谱联用技术(liquid chromatography-mass spectrometry， LC-MS)检测SyEst870对甲萘威、速灭威、异丙威的降解能力，并使用气相色谱-质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry， GC-MS)检测SyEst870对3种农药的降解产物。结果显示通过大肠杆菌异源表达得到SyEst870可溶性蛋白，经过亲和层析得到酶活为677.5 U的SyEst870，SyEst870在30 ℃、pH 7.0条件下，24 h内对起始浓度为100 mg/L的甲萘威、速灭威和异丙威降解率分别为82.34%、84.43%、92.87%；甲萘威的降解产物主要为α-萘酚和异氰酸甲酯；速灭威的降解产物主要为间甲酚和异氰酸甲酯；异丙威的主要降解产物为2-异丙基苯酚和异氰酸甲酯。相较于?氨基甲酸酯类农药在自然环境中数天到数周的半衰期，?重组蛋白SyEst870可快速消除氨基甲酸酯类农药的残留，本研究为解决环境和果蔬中的农药残留问题奠定了基础。

关键词：矢野鞘氨醇菌 SGNH/GDSL水解酶原核表达氨基甲酸酯类农药

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基于GWO-VMD的毫米波雷达心率检测

电子科技大学学报 2025年

作者：黄龙付君雅袁成林吕骞高军峰中南民族大学生物医学工程学院

为实现非接触式高精度的生命体征测量方法，提出了一种优化变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）的心跳信号分离与重构方法。通过对雷达的中频信号进行目标识别、相位提取、相位差分、相位平滑等一系列信号预处理，根据... 详细信息

为实现非接触式高精度的生命体征测量方法，提出了一种优化变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）的心跳信号分离与重构方法。通过对雷达的中频信号进行目标识别、相位提取、相位差分、相位平滑等一系列信号预处理，根据心跳的频率设计带通滤波器，并利用灰狼优化算法(grey wolf optimizer, GWO)和模糊熵（fuzzy entropy,FE）函数优化了VMD的参数，最后利用线性调频Z变换对心率分量进行频谱细化得到实际心率。与心电监护设备和多种算法进行对比来验证该算法的优越性。经过334组实验，该方法的均方根误差为2.59，平均绝对百分比误差为2.65%，表明该方法在准确性和实时性上均表现更为优异。

关键词：毫米波雷达生命体征变分模态分解信号分解与重构灰狼优化算法

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面向多因素的振动舒适度限值相关性研究

振动工程学报 2025年

作者：曹雷陈隽福建江夏学院工程学院同济大学土木工程学院

本文基于群智感知搜集的真实环境中振动舒适度大规模数据集，利用最大信息系数分析限值与影响因素相关性，找到关键因素（振动峰值比、人身体质量指数、年龄和楼层）；给出振动限值与关键因素参量的拟合关系；通过正态分布检验证明振动... 详细信息

本文基于群智感知搜集的真实环境中振动舒适度大规模数据集，利用最大信息系数分析限值与影响因素相关性，找到关键因素（振动峰值比、人身体质量指数、年龄和楼层）；给出振动限值与关键因素参量的拟合关系；通过正态分布检验证明振动限值真实值与拟合值残差呈正态分布，给出相应95%置信区间。最后提出一种当关键因素值已知时基于概率的振动舒适度预测模型。

关键词：振动限值关键因素置信区间最大信息系数群智感知

基于周期性穿孔悬臂梁的压电俘能器数值仿真研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2025年第1期55卷 158-165页

作者：崔新风徐思朋黄孝清牟恺宁中国海洋大学工程学院山东青岛266003

针对海洋监测等小型传感器无法长期稳定供电问题,压电俘能器提供了一种新的解决方案。本文提出了一种基于周期性穿孔梁的压电俘能器,它可以有效地将清洁能源(如波浪能)中的振动能转化为电能。本文首先建立了压电能量俘获结构的机电频响... 详细信息

针对海洋监测等小型传感器无法长期稳定供电问题,压电俘能器提供了一种新的解决方案。本文提出了一种基于周期性穿孔梁的压电俘能器,它可以有效地将清洁能源(如波浪能)中的振动能转化为电能。本文首先建立了压电能量俘获结构的机电频响函数模型;然后在理论分析基础上,对与穿孔基底层相关的参数进行了敏感度分析;最后采用有限元方法进行了数值仿真研究。研究结果表明,基底层的厚度和填充率同峰值电压的相关度最为显著,而穿孔数与峰值电压的相关度最不显著。基底层厚度减小、填充率减小和穿孔数增多都有助于降低谐振频率,并提高峰值电压输出。仿真结果表明,与传统无孔结构相比,穿孔结构的谐振频率最大降低了22.63%,而峰值电压最大提高了61.54%。

关键词：海洋传感器自供电压电俘能器周期性穿孔悬臂梁参数敏感度谐振频率峰值电压

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挡墙渗漏对富水砂层基坑变形性状的影响

水文地质工程地质 2025年第1期52卷 85-96页

作者：邱明明李晓敏杨果林段君义延安大学建筑工程学院陕西延安　716000 中南大学土木工程学院湖南长沙　410075 南昌大学工程建设学院江西南昌　330031

针对深基坑漏水漏砂引发的灾害问题，探究基坑渗漏灾害发展规律及其控制方法对地下工程施工安全具有重要意义。结合某富水砂层排桩深基坑渗漏灾害实例，阐释了基坑漏水漏砂灾害发展特征及诱发原因，并采用现场监测和数值模拟方法对局部... 详细信息

针对深基坑漏水漏砂引发的灾害问题，探究基坑渗漏灾害发展规律及其控制方法对地下工程施工安全具有重要意义。结合某富水砂层排桩深基坑渗漏灾害实例，阐释了基坑漏水漏砂灾害发展特征及诱发原因，并采用现场监测和数值模拟方法对局部渗漏水下基坑变形性状及其控制措施进行了研究。研究结果表明：（1）基坑渗漏灾害发展是一个复杂的多场耦合作用过程，具有一定的隐蔽性和突发性;（2）挡墙水平位移曲线分布发展过程为“斜线”形—“锅底”形—浅“倒V”形—深“倒V”形，渗漏后挡墙最大水平位移为渗漏前的1.29～1.44倍;（3）墙后地表沉降曲线分布发展过程为“平勺底”形—“浅勺底”形—“深勺底”形，沉降槽敏感区范围为1.00he ～1.20he（he为开挖深度），局部渗漏引起地表沉降槽加深变宽，渗漏后最大地表沉降为渗漏前的1.16～1.65倍;（4）地下水位“跳跃式”波动变化特征可作为评判基坑渗漏灾害的前兆信号;（5）支撑轴力变化随基坑开挖与支护过程动态调整从而协调变形发展，在基坑发生渗漏过程中支撑轴力出现小幅波动。采取“注浆+高压旋喷桩”联合处治措施可有效应对富水砂层基坑渗漏灾害控制难题，研究成果可为基坑工程渗漏灾害理论研究与控制提供参考。

关键词：基坑工程富水砂层漏水漏砂变形性状现场实测控制措施

城市更新背景下拆除重建和综合整治城中村改造实施效果评价与比较分析——基于村民和租户的视角

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自然资源学报 2025年第1期 211-230页

作者：赖亚妮郑耀贤深圳大学土木与交通工程学院

构建基于实际—期望差距理论和社会满意度理论的城中村改造居民满意度评价体系，运用结构方程模型对深圳市18个城中村进行实证分析，探究村民和租户对城中村综合整治及拆除重建的满意度影响机制。结果表明：（1）村民对拆除重建的满意... 详细信息

构建基于实际—期望差距理论和社会满意度理论的城中村改造居民满意度评价体系，运用结构方程模型对深圳市18个城中村进行实证分析，探究村民和租户对城中村综合整治及拆除重建的满意度影响机制。结果表明：（1）村民对拆除重建的满意度高于综合整治，主要影响因素为经济补偿与参与权利；（2）租户对综合整治的满意度高于村民，引起差异的影响因素有参与权利、住房邻里环境；（3）物业统租模式对于租户满意度的提升作用更明显，村民则可能更青睐于非物业统租模式，主要影响因素包括居住环境、收支变化、参与权利等。基于此提出优化建议：（1）借鉴拆除重建政策，建立健全综合整治维护居民权利的政策及标准，充分考虑村民和租户在城中村改造过程机制中的权利落实，做到期前改造科普宣传工作规范化，期后建立改造意见反馈机制；（2）全面评估城中村现状，因地制宜探索合适的改造模式，鼓励“订单式”和“菜单式”改造并行开发；（3）政府应发挥政策统筹优势，积极与租赁市场联动，解决低成本居住空间缺失问题，形成长效稳定的改造联动住房供应体系。

关键词：城中村改造居民满意度综合整治拆除重建结构方程模型

船用汽轮机极端变工况流场扰动及稳定运行特性研究

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中国机械工程 2025年

作者：石宇昂张磊谢罗涛尹路晗海军工程大学动力工程学院

为辨识船用汽轮机极端变工况流场扰动机理，确保其安全稳定运行，本文建立高功率密度汽轮机全尺寸三维通流及结构模型，引入高精度多层网格划分技术，结合欧拉多相流模型与湍流模型，提出适用于汽轮机大范围变工况的内部稳态和瞬态流场... 详细信息

为辨识船用汽轮机极端变工况流场扰动机理，确保其安全稳定运行，本文建立高功率密度汽轮机全尺寸三维通流及结构模型，引入高精度多层网格划分技术，结合欧拉多相流模型与湍流模型，提出适用于汽轮机大范围变工况的内部稳态和瞬态流场数值计算方法；开展汽轮机变工况流场扰动特性分析，揭示了极小流量工况汽轮机的内部流动特性，并实现失稳流量阈值和整机稳定运行功率流量阈值确定；基于高精度流场分布基础数据，提出汽轮机末级单向流固耦合计算方法及流程，计算得到了末级叶片关键部位的静动应力变化规律，实现了末级叶片流致振动激励源识别与失稳特性分析，完成了叶片颤振特性评估，为汽轮机安全稳定运行提供有力技术支撑。

关键词：汽轮机末三级小流量非定常流动流致振动